双恒压供水水泵站PLC控制.docVIP

中北大学可编程控制器课程设计说明书 第 PAGE \* MERGEFORMAT 第 PAGE \* MERGEFORMAT 1 页 共 NUMPAGES \* MERGEFORMAT 12 页 1 前言 随着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出。一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水障碍；另一方面要求保证供水的可靠性与安全性，在发生火灾时能可靠供水。针对这两方面的要求，旧的供水方式和控制要求，即通过人工的方式调节水泵电机的开停来实现简单的供水控制已经满足不了需求。旧的控制方式中，当用水量增大，即手动增加一台水泵；当用水量减小，则把最先运行的水泵关停。这种传统的供水方式存在着许多缺点，特别是多台水泵供水系统尤为严重：其一，由于水泵电机只能工作在额定运行和停车两种工作状态，无法为用户提供可靠稳定的供水压力，且系统完全依赖于人工操作来控制，因而供水质量受人为因素影响较大。且经常会出现断水、水管崩裂、管道共振等现象。其二，由于水泵电机只能工作在工频状态，长期高速运行，电能浪费比较大。其三，由于人为的控制难以始终保证电机在运行过程中投切次序的正确性，容易导致电机在长期运行过程中磨损不均，并且增大了误操作的可能性；同时设备运行不合理，机械磨损大，造成设备使用寿命短，维修量大，设备和人工成本都较高。其四，在目前的城市生活小区、高层建筑供水系统中，基本采用高位水箱或水塔的供水方式，这样既增大了基建投资，同时也造成了水资源的二次污染。新的供水方式和控制系统应运而生，这就是PLC控制的恒压供水系统。恒压供水系统保证了供水的质量，以PLC为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。因而我们选择 “双恒压供水水泵站PLC控制”，作为课程设计的课题。 1.1设计的工艺流程 如下图1所示，当管道中的压力为正常时，三台水泵中有两台运行，一台停止待用：当管道中的压力位为压时，三台水泵全部运行；当管道中的压力为高压时，只有一台水泵运行。 2 PLC的简介 2.1 PLC的产生和定义 20世纪20年代起，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家熟悉的传统的继电器控制系统。由于它结构简单，容易掌握，价格便宜，能满足大部分场合电气顺序逻辑控制的要求，因而在工业控制领域中一直占据主导地位。但是继电器控制系统具有明显的缺点：设备体积大、可靠性差、动作速度慢、功能弱。难以实现较复杂的控制；特别是由于它是靠硬件连线逻辑构成的系统，接线复杂繁琐，当生产工艺火堆需要改变时，原有的接线和控制柜就要更换，所以通用性和灵活性较差。 到20世纪60年代，由于小型计算机的出现和大规模生产的发展，人们曾试图用小型计算机来实现工业控制的要求；但由于价格很高，输入、输出电路信号及容量不匹配、编程技术复杂等原因，一直未能得到推广使用。 1969年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用公司（GM）对新的汽车流水线控制系统提出的具体要求，研制开发出世界上第一台可编程序控制器，型号为ＰＤＰ－１４。人们把它称做可编程控制器（Programmable　Logic ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）简称PLC。 ＰＬＣ一直在飞速发展中，因此到现在为止，还未能对其下一个十分确切的定义。国际电工委员会ＩＥＣ曾于１９８２年１１月颁发了可编程控制器标准草案第一稿，１９８５年１月发表了第二稿，１９８７年２月颁布了第三稿。终稿中对可编程控制器的定义是：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。它采用可编程的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程；而有关的外围设备，都应按易于与工业系统连成一个整体，抑郁扩充其功能的原则设计。 2.2 PLC的应用 目前，世界上有２００多厂家生产３００多种PLC产品，应用在汽车、粮食加工、化学/制药、金属/矿山、纸浆/造纸等行业。PLC的主要应用范围通常可分成以下几种： 中小型单机电气控制系统 　　这是PLC应用最广泛的领域，例如塑料机械、印刷机械、包装机械、组合机车、磨床、电镀流水线及电梯控制等。这些设备对控制要求大都属于逻辑顺序控制，所以这也是最适合ＰＬＣ的使用领域。在这里PLC用来取代传统的继电器顺序控制，应用于单机控制、多机群控等。 （2）制造业自动化 制造业是典型的工业类型之一，在该领域主要对物体进行品质处理、形状加工、组装，以位置、形状、力、速度等机械量和逻辑控制为主。由于ＰＬＣ性能的提高和通信能力的增强，使得它在制造领域中的大型控制系统中也占绝对的主导地位。 （3）运动控制 为适应高精度的位置控制，现在的ＰＬＣ制造商为用户提供了功能完善的运动控